Міністерство освіти і науки України Національний університет Львівська політехніка кафедра АТХП Дослідження методу змінного перепаду тиску для вимірювання витрати Інструкція до лабораторної роботи №11 з курсу “Технологічні вимірювання ті прилади” для базового напрямку підготовки 6.0922500 “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології Затверджено на засіданні кафедри автоматизація теплових і хімічних процесів Протокол №____від_______ Львів 2002  Дослідження методу змінного перепаду тиску для вимірювання витрати. Інструкція до лабораторної роботи №11 з курсу “Технологічні вимірювання ті прилади” для базового напрямку підготовки 6.0922500 “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології” /Укл. Б.А. Кріль, Львів: Вид-во нац. ун-ту (Львівська політехніка(, 2002. - 7 с. Укладач: Кріль Б.А., доцент Відповідальний за випуск Пістун Є.П., д.т.н., професор Рецензенти: Савицький В.К. , Вашкурак Ю.З.  Мета роботи - ознайомитись з принципом дії витратомірів змінного перепаду тиску; виміряти витрату тиску за допомогою нормальних звужуючих пристроїв : діафрагм, сопла і сопла Вентурі; порівняти між собою ці три звужуючі пристрої, визначити втрату тиску на кожному з них і оцінити точність вимірювання витрати. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ МЕТОДУ Найбільш поширеним методом вимірювання витрати рідин, газів і пари є метод змінного перепаду тисків. Вимірювання витрати цим методом базується на вимірюванні потенціальної енергії речовини, що протікає через місцеве звуження в трубопроводі. Мірою витрати є перепад тисків на місцевому звуженні, який вимірюється вторинним приладом - дифманометром. На рис.1 наведена принципова схема такого витратомірного компонента. У вимірювальній техніці в якості звужуючих пристроїв застосовуються діафрагми, сопла і сопла Вентурі. Звуження потоку (рис.2) починається до діафрагми чи сопла, а його максимальне звуження, під дією сил інерції, відбувається на деякій, незначній відстані за ними. Потім потік повністтю розширюється, займаючи весь переріз трубопроводу. Тиск потоку біля стінки трубопроводу перед звуженням в деякій мірі підвищується (Р1) і понижується до мінімального значення на звужуючому пристрої, в самому вузькому перерізі струминки (P’2). Потім, в міру розширення струминки, тиск потокубіля стінки знову підвищується, але не досягає попереднього значення. Втрати частини тиску (РТ) або невідновна втрата тиску пояснюється в основному втратою енергії на тертя і завихрення. Різниця тисків (
) називають перепадом тисків, який і є мірою витрати речовини, що протікає через трубопровід. Характер потоку і розподіл тисків однаковий для всіх видів звужуючих пристроїв, тому теорія і основні рівняння для них також однакові. Відрізняються лише деякі коефіцієнти в цих рівняннях, визначення яких здійснюється експериментальним шляхом. Залежність між витратою речовини і перепадом тиску можна встановити виходячи з рівняння Бернуллі (1) і рівняння нероздільності струминки (2),
(1)
; (2) де
-відповідно густина розчину, площа прохідного отвору звужуючого пристрою, середня швидкість потоку і абсолютний тиск в даному перерізі (А-А) і (В-В) (рис.2). Розв’язуючи систему рівнянь (1) і (2), отримуємрівняння витрати рідин, пари і газів в об’ємному і часовому виразах:
(3)
(4)
(5) де
-коефіцієнт витрати;
-поправка на розширення газоподібного середовища при проходженні його через звужуючий пристрій (
для рідини рівне 1);
-діаметр отвору звужуючого пристрою, [м] при температурі Т;
-густини середовища відповідно в робочих умовах і приведених до нормальних умов (Тн=293.15 К, Рн=101325 Па);
-перепад тиску на звужуючому пристрої [Па];
-об’ємна витрата в робочих умовах [м3/с];
-масова витрата [кг/с];
-об’ємна витрата при нормальних умовах [нм3/с]. Розрахунок витрати проводять за стандартною методикою, на основі Правил вимірювання витрати газів і рідин стандартнми звужуючими прист...